题目内容

下面是某化学学习小组通过实验探究来学习“铁的三种价态之间的转化”的案例.
(1)材料及试剂:具支试管、
 
(玻璃仪器)、U形管、多孔塑料垫板、粗(细)玻璃管、酒精灯、铁架台、止水夹、乳胶管、单孔塞、锌粒、FeO、Fe2O3、稀硫酸等.
(2)实验装置
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实验前需要检查该装置的气密性,方法是
 

(3)U形管中装入的药品是
 
,其作用是
 

(4)待锌粒与稀硫酸反应一段时间后,再点燃酒精灯甲和酒精灯乙,这样操作的必要性是
 

(5)实验完毕,关闭止水夹,熄灭两只酒精灯,可以观察到具支试管与长颈漏斗中的现象是
 

关闭止水夹的目的是
 

(6)玻璃管冷却后,取出玻璃管内的物质检验有单质铁存在,写出玻璃管内发生反应的化学方程式:
 
分析:(1)对照实验装置图结合已经给定的材料来寻找缺少的玻璃仪器;
(2)该装置中有长颈漏斗,故可采用注水法检查装置气密性;
(3)铁的氧化物的还原需要干燥的还原性气体,否则水蒸气容易与还原出的铁反应;
(4)反应前装置中有空气,刚通入氢气时便加热,可能会导致爆炸;
(5)熄灭酒精灯,玻璃管内反应结束,关闭止水夹,锌粒与酸仍然反应产生气体,根据装置内气压升高来确定现象;
(6)铁的氧化物被氢气还原,可以得到金属铁和水.
解答:解:(1)对照实验装置图可知,缺少的玻璃仪器是长颈漏斗,故答案为:长颈漏斗(答“分液漏斗”或“漏斗”错);
(2)该装置中有长颈漏斗,可采用注水法检查装置气密性:关闭止水夹,在长颈漏斗中注入水,如果漏斗中能够形成一段水柱,且水柱在短时间内不回落,则证明该装置气密性良好,故答案为:关闭止水夹,在长颈漏斗中注入水,如果漏斗中能够形成一段水柱,且水柱在短时间内不回落,则证明该装置气密性良好;
(3)铁的氧化物的还原需要干燥的还原性气体,否则水蒸气容易与还原出的铁反应,故U形管中是干燥剂,可以选择碱石灰(或无水氯化钙),故答案为:碱石灰(或无水氯化钙);除去氢气中的水蒸气(或答“干燥氢气”);
(4)反应前装置中有空气,若刚通入氢气时便加热,可能会导致爆炸,故采用先通入氢气排出空气然后再加热的方法排出装置体系中的空气,防止爆炸,故答案为:排出装置体系中的空气,防止爆炸;
(5)熄灭酒精灯,玻璃管内反应结束,关闭止水夹,因为锌粒与酸仍然反应产生气体,使装置内气压升高,具支试管中的液体被压入长颈漏斗中,故答案为:具支试管中的液面下降,长颈漏斗中的液面上升;防止被还原出的铁再被氧化;
(6)铁的氧化物被氢气还原,可以得到金属铁和水,即FeO+H2
 加热 
.
 
Fe+H2O、Fe2O3+3H2
 加热 
.
 
2Fe+3H2O,故答案为:FeO+H2
 加热 
.
 
Fe+H2O、Fe2O3+3H2
 加热 
.
 
2Fe+3H2O.
点评:本题以试验方式考查学生金属铁以及化合物的性质,增加了难度,综合性强,难度大.
练习册系列答案
相关题目
下面是某化学学习小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。

【研究课题】探究草酸晶体受热分解的产物

【查阅资料】该小组同学通过网络查询,获得草酸及草酸晶体的一些相关知识:

名称

分子式

颜色、状态

溶解性

熔点/℃

密度/g·cm-3

草酸

H2C2O4

易溶于水

189.5

1.900

草酸晶体

H2C2O4·2H2O

无色晶体

101.5

1.650

备注:草酸晶体失去结晶水后,175 ℃以上开始分解。

【提出猜想】(1)__________________________________;

(2)分解产物中的气体可能是CO、CO2或它们的混合物。

【设计方案】(1)请设计完成“猜想(1)”的实验方案〔用简要的实验装置图表示,要体现所使用仪器(加热和夹持仪器不必画出)和试剂〕。

(2)化学学习小组的同学继续利用下图所示装置进行“猜想(2)”的实验探究。已知:A、C、F中盛装澄清石灰水,B中盛装浓NaOH溶液,D中装有碱石灰,E中装有CuO。

①证明分解产物中有CO2的现象是______________________;证明分解产物中有CO的现象是______________________。

②若未连接装置G,要达到同样的目的,可采取的措施是______________________。

【交流讨论】小李同学继续查阅相关资料发现:草酸是二元弱酸,酸性比碳酸强,在受热分解过程中有少量升华;草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物。小李通过进一步研究,对实验中CO2的检验提出质疑。试根据相关信息,指出原设计中存在的问题,并提出实验的改进措施。_____________________________________________________________________。

下面是某化学学习小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。

【研究课题】 探究草酸晶体受热分解的产物

【查阅资料】 该小组同学通过网络查询,获得草酸及草酸晶体的一些相关知识:

名称

分子式

颜色、状态

溶解性

熔点/℃

密度/g·cm-3

草酸

H2C2O4

易溶于水

189.5

1.900

 

H2C2O4·2H2O

无色晶体

101.5

1.650

备注:草酸晶体失去结晶水后,175 ℃以上开始分解。

【提出猜想】(1)_____________________________________________________。

(2)分解产物中的气体可能是CO、CO2或它们的混合物。

【设计方案】 (1)请设计完成“猜想(1)”的实验方案〔用简要的实验装置图表示,要体现所使用仪器(加热和夹持仪器不必画出)和试剂〕。

(2)化学学习小组的同学继续利用下图所示装置进行“猜想(2)”的实验探究。已知:A、C、F中盛装澄清石灰水,B中盛装浓NaOH溶液,D中装有碱石灰,E中装有CuO。

①证明分解产物中有CO2的现象是___________________________;证明分解产物中有CO的现象是_________________________________________________________________。

②若未连接装置G,要达到同样的目的,可采取的措施是______________________________

_____________________________________________________________________。

【交流讨论】 小李同学继续查阅相关资料发现:草酸是二元弱酸,酸性比碳酸强,在受热分解过程中有少量升华;草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物。小李通过进一步研究,对实验中CO2的检验提出质疑。试根据相关信息,指出原设计中存在的问题,并提出实验的改进措施。

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

下面是某化学学习小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。

I.课本介绍了乙醇氧化的实验:把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰加热,待铜丝表面变黑后立即把它插入盛有约2 mL乙醇的试管里,反复操作几次。注意闻生成物的气味,并观察铜丝表面的变化。

(1)小赵同学用化学方法替代“闻生成物的气味”来说明生成物的出现,该化学方法中所另加的试剂及出现的主要现象是:                                                 。(用所学的知识回答)。

(2)小赵同学在探究“闻生成物的气味”的替代方法时,偶然发现向溴水中加入足量的乙醛溶液,可以看到溴水褪色。该同学为解释上述现象,提出三种猜想:(注:褪色原因只有一种)

①溴与乙醛发生取代反应;②                     ;③由于醛基具有还原性,溴将乙醛氧化为乙酸。

为探究哪种猜想正确,小李同学提出了

如下两种实验方案:

方案一:用pH试纸检测溴水褪色后溶液的酸碱性;

方案二:测定反应前溴水中Br2的物质的量和反应后溶液中Br离子的物质的量。

(3)根据方案一,若                          ,则猜想②不成立。

(4)小李同学认为:假设测得反应前溴水中Br2的物质的量为amol,若测得反应后n(Br)=    mol,则说明溴与乙醛发生取代反应。

(5)小吴同学设计如下实验方案:①按物质的量之比为1:5配制KBrO3—KBr溶液,加合适的适量的酸,完全反应并稀至1L,生成0.5molBr2。②取上述溶液10mL加入足量乙醛溶液,使之褪色,然后将所得溶液稀释为100mL,准确量取其中10mL。③加入过量的AgNO3溶液,过滤、洗涤、干燥后称量得到淡黄色固体0.188g。若已知CH3COOAg易溶于水。

试通过计算判断:溴与乙醛发生反应的化学方程式为                                         

小张同学认为合适的酸既不是硫酸也不是盐酸,这是为什么?                                 

Ⅱ.小钱同学利用下图装置进行乙醇的催化氧化实验并制取乙醛(试管丙中用水吸收产物),图中铁架台等装置已略去。实验时,先加热玻璃管中的铜丝,约lmin后鼓入空气。

请填写下列空白:

(1)乙醇发生催化氧化的化学方程式为                                                     

(2)实验时,小钱同学将甲装置浸在70℃~80℃的水浴中,目的是                            _

小孙同学认为:由于小钱同学装置设计上的缺陷,实验进行时可能会                ____________

(3)反应发生后,移去酒精灯,利用反应自身放出的热量可维持反应继续进行。进一步探究表明,鼓气速度与反应体系的温度关系曲线如图所示。

请你解释鼓气速度过快,反应体系温度反而下降的原因是:                                    

你认为该实验中“鼓气速度”这一变量可用                                           来计量。

 

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